Earticle

2011년 3월 11일 발생한 일본 후쿠시마 원전 사고 1주년을 계기로 한국 국민의 방사선 인식도를 조사하고자 하였다. 연구 방법론적 설계는 양적 조사로 하고, 빈도 분석을 하였다. 분석 대상은 전국에서 무작위로 추출한 일반인으로부터 수거한 설문 응답지 2754부이다. 연구 도구는 설문지이며, 직접 배포한 뒤 수거하였다. 설문은 40문항으로 구성하였으며, 하위영역별 크론바하 알파(Cronbach's α) 계수는 ‘방사선의 자아인식’ 0.620, ‘방사선의 위험’ 0.830, ‘방사선의 편익’ 0.781, ‘방사선의 관리’ 0.685, ‘방사선의 정보원’ 0.831, ‘후쿠시마 사고의 영향 정도’ 0.763으로 모두 높게 나타났다. 설문 분석 결과 응답자의 방사선 개념에 대한 지식은 100점 만점 환산 평균 69.5점이며, 이는 자신들이 ‘방사선에 대해 잘 알고 있다’고 응답한 비율 53.7%, ‘보통 알고 있다’는 응답이 37.4%인 것과는 상당히 다른 결과다. ‘방사선이 위험하다’고 느끼는 중요 원인 중 하나는 ‘방사선에 노출되면 지금은 아니더라도 다음 세대에 문제가 생길 수 있기 때문’(66.1%)으로 분석됐다. 방사선에 대한 정부 발표를 믿지 못하는 응답자가 41%에 이르러 정부에 대한 불신이 높았다. 후쿠시마 원전 사고 때문에 원전을 운영하지 말아야 한다는 쪽으로 생각을 바꾼 응답자도 39.5%나 됐다. 본 연구는 후쿠시마 원전 사고 이후 방사선에 대한 한국 국민의 인식을 처음 조사한 것으로 그 의의가 크다. 향후 방사선에 대한 정부의 정책 수립에도 크게 기여할 것으로 기대된다.

A year has passed since the nuclear power plant accident in Fukushima on March 11, 2011, and a survey for public perception on radiation by Korean people has been made. The methodological design was based on a quantitative survey and a frequency analysis was done. The analysis objects were survey papers (n=2,754pcs) answered by random ordinary citizens chosen from all over the country. The questionnaires, and study tool, were directly distributed and collected. A total of 40 questionnaires using a coefficient of Cronbach’s α per each area was ‘self perception of radiation’ (0.620), ‘radiation risk’ (0.830), ‘benefit from radiation’ (0.781), ‘radiation controlled’ (0.685), ‘informative source of radiation’ (0.831), ‘influence degree from Fukushima accident’ (0.763), showing rather high score from all areas. As the result of the questionnaires, the knowledge of radiation concept was 69.50 out of 100 points, which shows a rather significant difference from the result of ‘know well about radiation’ (53.7%) and ’just know about radiation’ (37.40%). According to the survey, one of the main reasons why radiation seems risky was that once exposed to radiation, it may not have negative impacts presently but, the next generation could see negative impacts (66.1%). About 41% of our respondents showed a negative position against the government’s report on radiation while 39.5% of respondents said that we should stop running nuclear power in light of Fukushima nuclear power plant accident. This study was done for the first time by Korean people’s public perception on radiation after the Fukushima nuclear power plant accident. We expect this might have significant contributions to the establishment of the government’s policy on radiation.

개인 선량계로 활용될 수 있는 광자극발광(OSL: optically stimulated luminescence) 측정장치의 개발과 이를 위한 이론적 배경 및 개발된 장치의 성능에 대하여 기술하였다. OSL 측정장치는 자극광원과 시료로부터 자극 발광된 광신호 사이의 간섭효과를 최소화하기 위하여 다양한 광학적 필터 조합을 구성해야 하는데, 여기서는 자극광에는 GG420 필터를, 측정부에는 UG11과 BG39 필터로 Al2O3:C OSL 물질에 최적화된 광학적 필터를 구성하였다. 자극광원으로 Luxeon V형 고휘도 Blue LED를 선택함으로서 충분한 광량을 확보하였다. 또한 장비 제어 및 측정을 위하여 PC와 OSL 장치 사이에 다양한 제어보드들이 이용되며, 전체 장치의 자동화 및 장치제어는 LabView 프로그램을 이용하여 개발하였다. 개발된 OSL 장치의 신뢰도 및 재현성 평가를 위해 대표적인 OSL 물질인 Al2O3:C를 이용하여 OSL 특성곡선을 측정하고 이를 기존 상용 OSL 측정장치와 비교하였다.

Design and performance test results of a newly developed optically stimulated luminescence (OSL) measurement system are presented in this paper. Generally, different types of optical filters are used in OSL reader system to minimize the interference of the stimulation light in the OSL signal. For optically stimulation of Al2O3:C, we have arrived at an optimal combination of the filters, i.e., GG420 filter for filtering the stimulating light source, and a combined UG11 and BG39 filter at the detecting window (PMT). By using a high luminance blue LED (Luxeon V), sufficient luminous intensity could be obtained for optically stimulation. By using various control boards, the OSL reader device was successfully interfaced with a personal computer. A software was developed to deliver required commands to operate the OSL reader by using the LabView program (National Instruments, Inc.). In order to evaluate the reliability and the reproducibility of newly designed-OSL reader. Performance testing of the OSL reader was carried out for OSL efficiency, OSL decay curve and signal to noise ratio of the standard Al2O3:C OSL material. It was found to be comparable with that of commercial Riso reader system.

본 연구에서는 이중 모드 컴프턴 카메라의 측면 흡수부 개발을 위해 CsI(Tl) 섬광체에 실리콘 광다이오드를 결합한 섬광 검출기를 제작하였고, 이를 위한 신호처리회로를 설계 및 제작하였다. 개발된 신호처리회로는 에너지를 결정하는 파트와 타이밍을 결정하는 파트로 구성되어 있으며, 트리거 신호를 발생시키기 위해 상승 에지 선별기 및 TTL-to-NIM 로직 변환기를 포함하도록 개발하였다. 검출기와 초단의 신호처리회로(front-end electronics, FEE)는 AC 커플링 구조로 구성하였다. FEE의 잡음 특성은 전체 시스템의 성능에 크게 기여하므로 설계 시 고려해야 할 몇 가지 조건들에 대해 논의하였다. 이후 제작된 감마선 검출 시스템의 에너지 분해능 및 시간 분해능을 결정하였다. 평가된 에너지 분해능은 662 keV 피크와 511 keV 피크에 대해서 각각 12.0% 및 15.6% FWHM이었다. 시간 분해능은 59.0 ns로 평가되었다. 본 연구를 통해 제작된 섬광 검출기 및 신호처리회로의 성능이 기대에 다소 미치지 못하므로 결론에서는 성능 향상을 위한 추가 연구 방향에 대해 논의하였다.

In the present study, a gamma-ray detector and associated signal processing circuit was developed for a side-absorber of a dual-mode Compton camera. The gamma-ray detector was made by optically coupling a CsI(Tl) scintillation crystal to a silicon photodiode. The developed signal processing circuit consists of two parts, i.e., the slow part for energy measurement and the fast part for timing measurement. In the fast part, there are three components: (1) fast shaper, (2) leading-edge discriminator, and (3) TTL-to-NIM logic converter. AC coupling configuration between the detector and front-end electronics (FEE) was used. Because the noise properties of FEE can significantly affect the overall performance of the detection system, some design criteria were presented. The performance of the developed system was evaluated in terms of energy and timing resolutions. The evaluated energy resolution was 12.0% and 15.6% FWHM for 662 and 511 keV peaks, respectively. The evaluated timing resolution was 59.0 ns. In the conclusion, the methods to improve the performance were discussed because the developed gamma-ray detection system showed the performance that could be applicable but not satisfactory in Compton camera application.

본 연구는 진단용 X-선 촬영에서 부가필터 두께에 따라 피폭 선량 및 의료영상저장전송시스템에 저장된 영상을 비교 평가하여 환자에게 가장 적은 방사선 피폭을 주면서 진단에 적절한 영상을 얻을 수 있는 촬영 조건을 알아보고자 하였다. 그 결과 면적선량과 입사표면선량은 1 ㎜Al+0.2 ㎜Cu의 부가필터에서 가장 낮은 피폭 선량 값을, 그리고 0 ㎜Al (No Filter)에서 가장 높은 피폭 선량 값을 보였다. 그러나 의료영상저장전송시스템으로 전송된 영상을 수치 해석 소프트웨어(MATLAB)로 구현한 히스토그램 결과 영상의 질에는 크게 영향을 미치지 않았다. 따라서 진단용 X-선 촬영 장치를 이용한 영상의학적 검사에서 영상의 질에 영향을 미치지 않고 피폭선량을 경감할 수 있는 최적의 부가필터를 사용함으로서 환자의 피폭 선량을 예측하고 검사 조건을 조절하는 데 있어 유용하게 이용될 수 있을 것으로 판단되었다.

To know which parameters were acceptable for achieving lowest radiation exposure to the patients and highest image quality at the diagnostic X-ray radiography, we measured the patient radiation dose and image quality in transmitted PACS (Picture Archiving and Communication System) at variable combinations of the added filters. As a result, the Dose Area Product and Entrance Surface Doses was lowest at 1 ㎜Al + 0.2 ㎜Cu and highest at 0 ㎜Al. The histogram of the image quality by transmitted PACS was not significantly different at variable combinations of exposure parameters on the MATLAB. In conclusion, this study can be helpful for expecting radiation dose-exposure and control exposure parameters for the diagnostic X-ray radiography.

국내 교정기관 또는 표준기관은 중성자 검출기의 교정을 위해 비감속 및 중수감속 252Cf 선원과 241AmBe 선원을 사용하고 있다. 이런 선원들로 교정된 중성자 검출기를 이용하여 입자가속기와 같이 속중성자가 다량 존재하는 시설을 선량평가할 때, 그 정확도가 떨어지게 된다. 그 이유는, 대부분의 중성자 검출기는 열중성자에 민감하게 반응하므로 수 MeV 이상의 에너지를 가지는 속중성자장에 대한 선량당량 반응도는 부정확하다. 또한 높은 에너지의 중성자는 열중성자보다 선량기여정도가 훨씬 크기 때문이다. 이와 같은 이유로, 기존의 교정용 기준 중성자장이 아닌 수 MeV 이상의 속중성자가 존재하는 중성자장에서도 검출기를 교정할 필요가 있다. DT 중성자 발생기, 흑연집합체 그리고 폴리에틸렌 중성자 집속체를 사용하여 속중성자의 선속분율이 서로 다른 중성자장을 제작하였고, 이 중성자장에서 중성자 검출기의 선량당량 반응도를 측정하였다. 시험결과에 의하면, 속중성자 선속분율과 중성자 검출기의 종류에 따라 중성자 검출기의 반응도는 많은 차이를 보였다. 이러한 반응도 차이는 선량당량의 과대 및 과소평가를 의미하므로, 검출기가 사용되는 시설환경과 유사한 중성자장에서 반응도 교정이 필요함을 확인하였다.

Several neutron measuring devices were tested under the neutron fields characterized with two distinct kinds of thermal and fast neutron spectrum. These neutron fields were constructed by the mixing of both thermal neutron fields and fast neutron fields. The thermal neutron field was constructed using by a graphite pile with eight AmBe neutron sources. The fast neutron field of 14 MeV was made by a DT neutron generator. In order to change the fraction of fast neutron fluence rate in each neutron fields, a neutron generator was placed in the thermal neutron field at 50 cm and 150 cm from the reference position. The polyethylene neutron collimator was used to make moderated 14 MeV neutron field. These neutron spectra were measured by using a Bonner sphere system with an LiI scintillator, and dosimetric quantities delivered to neutron surveymeters were determined from these measurement results.

한국인 기준남성 체적소형 모의체 HDRK-Man은 서양인과는 구별되는 한국인에 대한 내•외부피폭 관련 방사선방호량을 계산하기 위하여 개발되었다. 하지만 유효선량을 그 정의에 맞게 계산하기 위해서는 반드시 남녀 한 쌍의 인체 전산모의체가 필요하다. 이에 본 연구는 HDRK-Man과 한 쌍을 이루는 한국인 기준여성 체적소형 모의체 HDRK-Woman을 개발하였다. HDRK-Woman의 개발을 위하여 한국인 여성사체로부터 획득된 고해상도 연속절단면 컬러해부영상을 사용하여 제작된 체적소형 모의체의 키, 몸무게 및 장기무게를 한국인 기준자료에 맞게 조정하였다. 전반적인 조정 절차는 ICRP의 체적소형 기준모의체 개발 시 사용된 방법에 따라 키 조정, 뼈 무게 조정, 장기무게 조정, 몸무게 조정의 순으로 진행하였다. 특별히 기존에 사용되던 장기무게 조정 방법의 반복된 절차를 간소화하고 단점을 보완하기 위하여 장기무게 조정 프로그램을 자체적으로 개발하여 사용하였다. 최종 완성된 HDRK-Woman의 체적소 해상도는 x, y, z축 방향 순으로 2.0351×2.0351×2.0747 mm3이며, 체적소 행렬의 크기는 261×109×825이다. 또한 유효선량 계산 시 필요한 장기들을 포함한 총 39개의 장기 및 조직이 표현되어 있다. 본 연구는 HDRK-Woman을 MCNPX 몬테칼로 코드에 입력하여 외부에서 입사하는 광자빔에 대한 장기선량을 계산하였으며, HDRK-Man의 장기선량과 합산하여 한국인에 대한 유효선량 환산계수를 계산하고 ICRP 기준남녀 체적소형 모의체의 유효선량과 비교하였다. 고해상도 컬러해부영상을 기반으로 제작된 기준한국인 성인여성 체적소형 모의체 HDRK-Woman은 장기 및 조직이 정밀하게 표현되어 있으며, 일부 조정이 불가능한 장기를 제외한 대부분의 장기 및 조직들이 한국인 기준자료에 정확하게 일치하도록 조정되었다. 따라서 기준한국인 성인남성 체적소형 모의체 HDRK-Man과 함께 한국인에 대한 장기선량 및 유효선량을 정확하게 평가하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다

The objective of this study is for development of the reference Korean female phantom, HDRK-Woman. The phantom was constructed by adjusting a Korean woman voxel phantom to the Reference Korean data. The Korean woman phantom had been developed based on the high-resolution color slice images obtained from an adult Korean female cadaver. There were a total of 39 organs including the 27 organs specified in ICRP 103 for effective dose calculation. The voxel resolution of the phantom was 1.976×1.976×2.0619 mm3 and the voxel array size is 261×109×825 in the x, y and z directions. Then, the voxel resolution was changed to 2.0351×2.0351×2.0747 mm3 for adjustment of the height and total bone mass of the phantom to the Reference Korean data. Finally, the internal organs and tissue were adjusted using in-house software program developed for 3D volume adjustment of the organs and tissue. The effective dose values of HDRK phantoms were calculated for broad parallel photon beams using MCNPX Monte Carlo code and compared with those of ICRP phantoms.

자외선에 의한 만성 피부손상에 대한 누에동충하초(Paecilomyces japonica)추출물(PJE)의 방어효과를 피부주름 및 암발생을 지표로 관찰하였다. 자외선 단독 조사마우스에서 피부노화의 지표인 피부주름이 형성되었으며, PJE투여에 따라 주름등급은 낮게 나타났다. 실험 22주에 자외선 단독조사군에서 부형제 복강내주사군은 88.9%, 연고기재 피부도포군에서는 44.4%의 동물에서 1개 이상의 피부암이 발생되었다. PJE 복강내 주사의 경우 암발생 개시시간이 지연되었으며, 발생율은 PJE 복강내 주사군 및 피부도포군에서 공히 감소하였고, PJE 복강내 주사군의 경우 마리당 발생암의 수도 감소하였다. 실험 22주에 PJE 복강내 주사군에서는 80.0%, 피부도포군에서는 75.0%의 동물에서 암은 발생되지 않았다. 결론적으로 자외선 만성 노출에 의해 피부의 광노화 및 광발암이 나타났고 PJE에 의해 피부만성 손상이 완화됨을 알 수 있었다.

To evaluate the ability of Dongchongxiacao (Paecilomyces japonica) extract (PJE) to protect the skin from photodamage, the gross and microscopic changes in the skin of hairless mice and PJE-treated mice exposed chronically to ultraviolet (UV) were examined. The skin of the UV-irradiated mice showed characteristic signs of photoaging, such as deep wrinkles across the back. PJE-treated mice showed a significantly decreased wrinkling score. By the 22nd week, 88.9% (i.p. with saline) or 44.4% (topical administration with cream base) of the UV-irradiated mice developed at least one tumor. PJE delayed tumor onset significantly. PJE (i.p.) was also effective in reducing the occurrence of UV radiation-induced skin tumors and reduced the number of tumors per mouse. After 22 weeks of treatment, 80.0% (i.p.) and 75.0% (topical) of the mice treated with PJE were tumor-free. Tumor multiplicity was reduced by 96.2% (i.p.) in the PJE treated groups. It is noted that skin that is chronically exposed to UV is subject to photoaging and photocarcinogenesis and regular use of PJE would prevent these photodamaging effects of UV.